Физики впервые обнаружили «призрачные частицы»

Физики впервые обнаружили «призрачные частицы» на Большом адронном коллайдере .
Эксперимент под названием FASER обнаружил контрольные сигналы нейтрино, образующихся при столкновении частиц, что может помочь ученым лучше понять основную физику.
Исследование было опубликовано в журнале Physical Review D.

Нейтрино - это элементарные частицы, которые электрически нейтральны, чрезвычайно легкие и редко взаимодействуют с частицами материи. Из-за этого их сложно обнаружить, хотя они очень распространены - на самом деле, прямо сейчас через ваше тело проходят миллиарды нейтрино. Из-за этого их часто называют призрачными частицами.

Нейтрино образуются в звездах, сверхновых, квазарах. Долгое время считалось, что ускорители элементарных частиц, такие как LHC, тоже должны делать их, но без правильных инструментов они просто ускользнули бы незамеченными. И вот этот «правильный инструмент» установлен и протестирован. Во время пилотного запуска эксперимента под названием FASER, установленного в 2018 году, ученые обнаружили шесть взаимодействий нейтрино.

«До этого проекта на коллайдере частиц никогда не наблюдалось никаких признаков нейтрино. Этот значительный прорыв - шаг к более глубокому пониманию этих неуловимых частиц и той роли, которую они играют во Вселенной», - говорит Джонатан Фенг, соавтор исследования, описывающего результаты.

По словам исследователей, инструмент FASER, расположенный на расстоянии 480 м ниже места столкновения частиц, во многом похож на пленочную фотографию. Детектор состоит из пластин из свинца и вольфрама, разделенных слоями эмульсии. Некоторые из нейтрино ударяют по ядрам атомов в плотных металлах, что создает другие частицы, которые проходят через эмульсию. Следы, которые они оставляют, можно увидеть, когда слои эмульсии «проявятся», как пленка. И действительно, в данных было замечено шесть таких отметок.

«Проверив эффективность подхода детектора эмульсии для наблюдения взаимодействий нейтрино, производимых на коллайдере частиц, команда FASER теперь готовит новую серию экспериментов с полноценным прибором, который намного больше и значительно более чувствителен», - говорит Фенг.

«Учитывая мощность нашего нового детектора и его удобное расположение в ЦЕРНе, мы ожидаем, что сможем зарегистрировать более 10 000 нейтринных взаимодействий в следующем запуске LHC, начиная с 2022 года. Мы обнаружим нейтрино с самой высокой энергией, которые когда-либо производились из искусственного источника», - говорит Дэвид Каспер, соавтор исследования.

Ранее Курсор писал, что эксперименты на Большом адронном коллайдере обнаружили отклонения от Стандартной модели. Это признаки так называемой Новой физики — всеобъемлющей теории, которая должна максимально полно описывать нашу Вселенную.

На Большом адронном коллайдере нашли новую частицу. В ЦЕРН впервые обнаружили экзотическую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков.

Курсор сообщал, что ученые измерили самую короткую единицу времени, а CERN одобрила план постройки нового огромного адронного коллайдера.

Напомним, что ученые открыли новое состояние материи.